愛(ài)因斯坦之所以被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家，是因?yàn)樗拿恳粋€(gè)理論發(fā)現(xiàn)都可以載入史冊(cè)，1915年愛(ài)因斯坦在進(jìn)行廣義相對(duì)論演講的時(shí)候，提出了著名的“愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程”，描述了物質(zhì)與能量導(dǎo)致的時(shí)空扭曲現(xiàn)象，也就是說(shuō)在宇宙中存在一種可以導(dǎo)致時(shí)空扭曲的神秘天體，不過(guò)愛(ài)因斯坦起初認(rèn)為這個(gè)方程式只有一個(gè)近似解，因此認(rèn)為宇宙沒(méi)有這種神秘天體，誰(shuí)知道德國(guó)科學(xué)家卡爾-史瓦西卻計(jì)算出精確解，從而證實(shí)這種神秘的天體在宇宙是真實(shí)存在，后來(lái)美國(guó)物理學(xué)家惠勒這種神秘天體命名為“黑洞”。
愛(ài)因斯坦是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家，他預(yù)言黑洞存在
自從惠勒把宇宙的這種神秘天體命名為黑洞之后，黑洞理論就此建立，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展與完整，如今人們對(duì)黑洞的認(rèn)識(shí)已經(jīng)越來(lái)越深，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)黑洞是一種具有超強(qiáng)引力的天體，它可以吞噬宇宙中一切物質(zhì)，即使是光都無(wú)法逃脫它的實(shí)力范圍，不過(guò)黑洞本身不發(fā)光，所以自愛(ài)因斯坦在1915年預(yù)言這種天體存在的100年間，人類始終無(wú)法拍攝到黑洞的有關(guān)照片，不過(guò)人類還是使用其他方法證實(shí)黑洞存在，比如黑洞產(chǎn)生的時(shí)空扭曲導(dǎo)致附近的星體軌道產(chǎn)生變異、黑洞碰撞發(fā)出的聲音（引力波）被人類“聽(tīng)到”等等，這些證據(jù)都表面黑洞是真實(shí)存在的天體，人類就差一張黑洞真實(shí)照片。
科學(xué)家公布的人類拍攝到的首張黑洞照片
在人類苦苦研究、探索、觀測(cè)黑洞100多年后，終于取得了重大突破。2019年4月10日，人類歷史上首次拍攝到的黑洞照片同時(shí)在中國(guó)上海和臺(tái)北、比利時(shí)布魯塞爾、智利圣地亞哥、日本東京和美國(guó)華盛頓全球六地同時(shí)對(duì)外發(fā)布，這是人類首次通過(guò)圖像方式很直觀的看到黑洞真容。這次黑洞照片一經(jīng)公布并引起轟動(dòng)，這是繼人類采用計(jì)算方法、引力波測(cè)算方法之后，人類第三次確認(rèn)了黑洞真實(shí)存在，而且這次證實(shí)采用最直觀的照片，也許會(huì)有人感到很疑惑，黑洞不是不發(fā)光的嗎，人類為什么能夠拍攝到黑洞真容呢？下面就來(lái)解讀掃光你心中所有困惑。
人類拍攝到的首張黑洞照片清晰化處理后形象
1、黑洞如何拍攝？
黑洞不發(fā)光，當(dāng)然無(wú)法直接拍攝，但是人類可以利用黑洞特性拍到它的存在。我們知道在宇宙中每個(gè)天體都有引力，而天體引力延伸的范圍就是這個(gè)天體的引力范圍，同樣的道理黑洞作為一種具有強(qiáng)引力的天體，它的引力范圍被稱為黑洞半徑或者事件視界，在黑洞事件視界范圍內(nèi)，由于強(qiáng)引力的存在，進(jìn)入事件視界內(nèi)的物質(zhì)會(huì)黑洞強(qiáng)引力撕裂，從而產(chǎn)生極高溫和光亮，然后科學(xué)家就利用事件視界望遠(yuǎn)鏡捕捉黑洞事件視界范圍內(nèi)發(fā)出的亮光，從而拍攝到黑洞真實(shí)照片，由于黑洞位于事件視界范圍的中心，因此可以肯定中心黑色區(qū)域就是黑洞。
為了拍攝人類首張黑洞照片，各地望遠(yuǎn)鏡組成一個(gè)地球直徑大小的望遠(yuǎn)鏡
2、人類拍攝到的黑洞究竟有多大？
當(dāng)國(guó)家天文臺(tái)把人類拍攝的第一張照片公布的之后，很多媒體第一時(shí)間公布了有關(guān)這個(gè)黑洞的相關(guān)信息，這個(gè)黑洞是距離地球550萬(wàn)光年遠(yuǎn)一個(gè)名叫M87星系的中心黑洞，它的質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的65億倍，不過(guò)并沒(méi)有給出這個(gè)黑洞的具體大小是多少，不過(guò)在發(fā)布會(huì)，研究人員說(shuō)出了一個(gè)重要信息，那就是黑洞黑色部分區(qū)域直徑的直徑是黑洞真正事件視界直徑的2.5倍，根據(jù)這個(gè)公式，在利用根據(jù)史瓦希黑洞史瓦希半徑計(jì)算公式（史瓦希黑洞的史瓦希半徑和事件視界的重合的）可以知道黑洞的質(zhì)量與事件視界的半徑成正比。
人類拍攝到的這個(gè)黑洞直徑為959億公里，吸積盤(pán)直徑為3836億公里
因此可以計(jì)算出這個(gè)65倍太陽(yáng)質(zhì)量的M87黑洞視界半徑為191億公里，然后可以計(jì)算出M87黑洞直徑為959億公里（D=191×2.5×2=959億公里），之后通過(guò)圖片對(duì)比可以看得出M87黑洞吸積盤(pán)大小是黑洞直徑的4倍，因此M87黑洞吸積盤(pán)的直徑為959億公里X4=3836億公里，也許很多人對(duì)這個(gè)數(shù)值沒(méi)有概念，70年代人類發(fā)射的旅行者1號(hào)歷經(jīng)40年才飛了200億公里，這個(gè)黑洞吸積盤(pán)的直徑是旅行者1號(hào)飛了40年走過(guò)距離的19倍還多，幾乎相當(dāng)于90光時(shí)（光速在90個(gè)小時(shí)飛過(guò)的距離），由此可見(jiàn)這個(gè)黑洞有多龐大。
3、為什么不拍攝銀河系中心存在黑洞？
當(dāng)人們得知人類拍攝的第一張黑洞照片是距離地球5500萬(wàn)光年之外的M87星系的時(shí)候感到很疑惑，我們所在的銀河系內(nèi)部不是也有一個(gè)黑洞嗎？科學(xué)家為什么會(huì)舍近求遠(yuǎn)拍攝5000萬(wàn)光年的M87星系黑洞，其實(shí)科學(xué)家在銀河系發(fā)現(xiàn)20多個(gè)恒星質(zhì)量黑洞，最近離地球僅有3400光年，之所以科學(xué)家要舍近求遠(yuǎn)拍攝5500萬(wàn)光年，是因?yàn)檫@些黑洞質(zhì)量足夠大，發(fā)出的光更容易被望遠(yuǎn)鏡捕獲，而距離地球3400光年的黑洞質(zhì)量很小，拍攝這些小黑洞很困難，其實(shí)人類也拍攝距離地球2.6萬(wàn)光年的銀河系黑洞，只不過(guò)圖片還在處理當(dāng)中，相信不久人們也可以一睹銀河系中心黑洞真容。
距離地球2.6萬(wàn)光年的銀河系中心也存在一個(gè)超大質(zhì)量黑洞
4、人類第一張黑洞照片有什么意義？
人類拍攝到史上第一張黑洞照片，再次印證了愛(ài)因斯坦相對(duì)論的正確性，同時(shí)它對(duì)促進(jìn)人類黑洞邊緣的吸積盤(pán)和噴流行為，完善黑洞理論有很大作用，這次黑洞照片的曝光，預(yù)示著人類進(jìn)入研究黑洞新時(shí)代，如今人類已經(jīng)不再懷疑黑洞存不存在，而是重點(diǎn)研究黑洞是什么樣子、黑洞活動(dòng)規(guī)律、黑洞特征等深一層次的科學(xué)。以此為起點(diǎn)，相信不久的未來(lái)，人類能夠拍攝到數(shù)量更多、質(zhì)量更好的黑洞，直到完全解開(kāi)黑洞之謎為止。
